一种取代化学消泡剂的物理消泡技术
用于制药工业的消泡装置研究进展
起泡是制药工业中普遍存在的一个过程现象。
虽然泡沫在改善药物溶解性，提高药物递送能力和增加药物生物利用度等方面发挥着重要作用[1]，但是，在中药和天然药物、化学药物和生物药制药领域中，泡沫的产生也会造成药液有效成分流失、设备的污染与继而引发的设备工作体积的减少，以及可怕的暴沸等问题[2,3]。
所以，有效消除制药过程中冗余的泡沫对于提升制药工业水平至关重要。
目前，在制药工业领域应用较为普遍的泡沫消除方法有机械消泡法、物理消泡法、化学消泡法及自然消泡法。
机械消泡法主要利用旋转的方法改变作用于气泡上的压力和剪切力，从而达到消除气泡的目的。
这种方法操作简单且绿色经济环保，广泛应用于制药行业中。
其采用的机械消泡装置主要包括离心篮式、旋转式、折流板式或筛板式[4]。
物理消泡法是通过加快液膜中流体的流失速率、气泡之间的扩散速率或改变表面张力的方法使泡沫破裂，主要种类有温差式消泡、声波式消泡、液体喷射式消泡及真空泵式消泡[5]。
化学消泡是通过添加消泡剂从而达到消泡的目的，由于消泡剂的使用可能会破坏药液稳定性或和药液成分发生反应，所以这种方法在制药工业应用较少。
自然消泡法是利用泡沫液膜液体的不断流失造成气泡液膜破裂或气泡间气体扩散实现气相和液相分离，这种消泡方法周期较长，效率较低，在实际应用中也比较少。
本文重点围绕基于机械消泡法和物理消泡法研制和开发的消泡装置，对它们在搅拌、提取、萃取、浓缩和包装环节中有关泡沫消除方面的原理、特点、应用效果进行对比介绍，以期为制药工业领域泡沫消除装置的开发提供技术参考。
Part 1、搅拌搅拌是制药工业中的一道重要工序，是混料、提取浓缩、发酵等过程中的重要反应条件。
常见的机械式搅拌器利用高速旋转的电动机带动叶轮飞速旋转，从而达到对料液搅拌的目的。
但是在搅拌的过程中，由于气流的引入或料液本身的起泡性质，容易发生起泡。
此时，料液在搅拌器的作用下会与容器壁发生激烈冲击，这一冲击离心作用会使与容器壁接触的部分泡沫碎裂，但是在搅拌器的涡旋中心还会产生大量泡沫。
消泡剂的消泡原理
消泡剂的消泡原理消泡剂是一种能够迅速消除液体表面上的气泡的化学物质。
在很多工业和生活中的应用中，气泡的存在会干扰物质的正常流动和传递，并且对生产工艺造成一定的麻烦。
因此，使用消泡剂可以很好地解决这个问题。
消泡剂的主要作用机制有两种，即降低表面张力和破坏气泡结构。
首先，了解消泡剂的作用需要明白液体表面张力的概念。
液体表面上的分子由于没有在下方被相同的分子所环绕，所以会因为相互作用力而尽可能地减少表面积，这就导致了液体表面上表现出较高的张力。
也就是说，液体的表面张力是液体分子之间相互作用的结果。
而消泡剂的作用就是通过减少或改变液体表面张力，使得气体不容易进入液体或液体中的气泡不容易形成。
一旦液体表面的张力被降低，气体就不容易附着在液体表面上，进而气泡的形成和稳定就会大大减少。
其次，消泡剂还可以通过破坏气泡结构来实现消泡的效果。
当气泡形成后，表面的液体分子会因为表面张力而聚集在一起形成表面膜。
这个薄膜的弹性使得气泡能够存在并保持稳定状态。
消泡剂中的活性物质可以破坏这个表面膜的弹性，通过降低表面张力或增加薄膜的弹性模量等方式来破坏气泡的稳定性。
这样，气泡就会迅速破裂并释放出其中的气体，从而实现消泡的效果。
消泡剂的具体作用机制可以通过不同种类的化学物质和物理原理来实现。
例如，有些消泡剂是表面活性剂，能够吸附在气液界面上形成一层足够厚的分子层，进而降低表面张力。
这些表面活性剂分子的疏水部分会吸附在液体表面上，而亲水部分则会减少水分子之间的相互作用。
这样，表面张力就会减小，气泡不容易形成。
另外，还有一类消泡剂是非表面活性剂。
它们的作用机制更多地依赖于改变气泡结构来实现消泡效果。
这些消泡剂能够破坏气泡表面薄膜的弹性，从而引发气泡的破裂。
在这类消泡剂中，一种常见的成分是油性物质或液态蜡，它们可以在气泡表面形成一层薄膜，阻止气泡的形成和稳定。
此外，还有一些消泡剂通过改变表面膜的形态或增加表面膜的弹性模量来破坏气泡的稳定性。
液体消泡的方法
液体消泡的方法液体消泡的方法液体表面活性剂的存在会导致气泡在液体表面聚集形成泡沫，而消泡剂则可以破坏气泡膜，使气泡破裂消失。
本文将介绍几种常见的液体消泡方法。
一、物理方法1. 搅拌法搅拌法是一种简单有效的消泡方法。
将需要消泡的液体倒入容器中，使用搅拌器进行搅拌即可。
由于搅拌会产生剪切力，从而破坏气泡膜，使气泡破裂。
2. 加热法加热也是一种常用的消泡方法。
将需要消泡的液体加热至一定温度后，气泡会因为温度变化而扩大或缩小，从而使其膜变得不稳定而破裂。
3. 超声法超声法是一种高效、无污染、无毒害的消泡方法。
通过超声振动产生高频微小空洞和水流动力作用于气-液界面上，从而达到消除气泡的效果。
二、化学方法1. 酸碱法酸碱法是一种常见的消泡方法。
将酸性或碱性物质加入到液体中，改变其PH值，从而破坏气泡膜，使气泡消失。
2. 阴离子表面活性剂法阴离子表面活性剂可以与阳离子表面活性剂形成复合物，从而破坏气泡膜，使气泡消失。
常用的阴离子表面活性剂有十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠等。
3. 有机溶剂法有机溶剂可以与液体中的表面活性剂发生化学反应，从而破坏气泡膜。
常用的有机溶剂有丙酮、甲醇、乙醇等。
三、生物方法1. 酵素法酵素是一种天然的生物催化剂。
将含有气泡的液体加入到含有消泡酵素的容器中，在适宜温度下进行反应，即可使气泡消失。
2. 微生物法微生物可以分解液体中的表面活性剂和其他污染物质，从而达到消泡的效果。
常用的微生物有乳酸菌、酵母菌等。
总结以上介绍了几种常见的液体消泡方法，不同的方法适用于不同的液体和场合。
在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的消泡方法。
同时，需要注意消泡剂对液体性质和环境的影响，避免产生负面影响。
消泡剂的种类
消泡剂的种类
1、铝填料消泡剂：铝填料消泡剂是由铝填料、拌和剂和抗氧化剂和调节剂等配制而
成的一种替代剂，可以有效地降低饮料中的气泡含量，保持细腻的口感。
2、氧化锌消泡剂：氧化锌消泡剂可以有效去除液体中的气泡，消除破裂和空洞现象。
3、氯化钠消泡剂：氯化钠消泡剂是由氯化钠和多种非金属添加剂混合而成的，可以
用于酿造等行业，以及各种类型的液体中，可以有效抑制饮料中的气泡含量，使液体更加
平滑、干净。
4、氢氧化钙消泡剂：氢氧化钙消泡剂是一种非金属添加剂，具有良好的抗氧化性和
抗醛性，可以形成稳定性低的微小颗粒，有效地减少液体中的气泡，改善口感和口味。
5、氨基化合物消泡剂：氨基化合物消泡剂是一种由氨基化合物组成的添加剂，可以
有效降低液体中的气泡含量，并能促进饮料的稳定性和保温性。
6、碳酸钙：碳酸钙是一种常见的无机气泡消除剂，常用于汽水、啤酒、酒精饮料等，具有抗氧化性和对味和颜色无影响的特点，可以有效地降低饮料中的气泡含量。
7、聚乙烯醇消泡剂：聚乙烯醇消泡剂具有优异的低泡性能，可以有效去除液体中的
气泡，具有抗氧化性、低温稳定性和抗微生物变性等优点。
8、硅油消泡剂：硅油消泡剂是以天然硅油为主要原料，结合多种抗氧化剂和抗酸剂
组成的一种高性能稳定剂。
它可以有效地去除液体中的气泡，让液体口感更加细腻，饮用
更加清香。
9、植物提取物消泡剂：植物提取物消泡剂是以植物提取物作为原料，经特殊处理后
加入防腐剂和抗氧剂组成的一种高效消泡剂。
可以有效减少液体中的气泡，让液体更加平滑，饮用更加乐趣。
消泡机理与消泡剂
消泡机理与消泡剂消泡机理与消泡剂在工业生产中，泡沫会带来很多麻烦，消灭有害的泡沫可以利用静置、减压(抽真空)、加温或加压等办法，但是当需要在短时间内，迅速而有效地消除泡沫时．就需要借助于添加消泡剂。
目前消泡剂的用量不断增加，使用领域也越来越广。
例如：生产四环素、链霉素、味精等医药、食品工业原来每年要耗用花生油来消泡，其量惊人，现在逐步被聚醚消泡剂L61、L62取代。
泡沫可以在含有表面活性剂的溶液中发生，也可以用于不用表面活性剂的场合，例如造纸、发酵、制糖、石油蒸馏等行业，由于某些其它因素，有时也产生泡沫而影响生产的正常运行，因而消泡剂的用途十分广泛。
在印染行业中，形成泡沫会使染料上染不匀而形成泡沫色斑，也会使织物漂浮而打结，特别是在溢流、喷射染机中很容易因泡沫而形成布疋打结或堵塞管道。
使生产带来不利。
造成疵品。
在医学上进行心脏手术的外循环，如果血液内有气泡可以致人死命，使用消泡物质消泡就可避免。
在洗衣粉行业，泡沫虽然有助于去杂，但是在洗衣机中因泡沫而使皂液外溢，在江河中也会形成泡沫山，影响航运，污染环境，使水中鱼类等生物致死，因此人们欢迎使用低泡或无泡洗衣粉。
在油漆、涂料、制糖、合成氨、化肥、合成纤维、豆制品加工，地下储油罐的合成树脂材料、纸上涂层、造纸废液处理、液体产品的包装、石油开采等行业，都会因泡沫而造成麻烦，需大量使用消泡剂．一、消泡剂的要求理想的消泡剂，其物化性能必须满足使用体系的要求，一般地说，选择消泡剂时必须考虑下列要求：(1) 消泡能力强．使用极少量时就能有效地消除泡沫；(2)具有被消泡体系更低的表面张力，也就是说，消泡剂本身的表面张力要低；(3)消泡剂加入以后，不会影响被消泡体系的基本性能；(4)不溶于被消泡体系中，也不易被体系中的表面活性剂所增溶，若被增溶后，便失去有消泡能力而失去抑泡能力；(5)表面的平衡性要好；(6)不与被消泡介质起反应，也不会被其分解降解，具有良好的化学稳定性；(7)具有良好的扩散性和渗透性，也就是在泡沫介质中具有正的扩散系数，具有在泡沫表面很快的铺展能力；(8)消泡剂的耐热性能要好，在高温时不致失去效力；(9)具有良好的气体溶解性和透过性，使气体不易聚集而从泡沫中消失，泡沫也就容易消除；(10)在被消泡体系中具有高的生理活性，安全性高，消泡剂本身最好是无毒性，至少是低毒物质；(11)具有低的COD、BOD和TOD值；(12)具有良好的贮存稳定性；(13)具有长时间的消泡效应，有的消泡剂能迅速消泡，但时间一长即失效；(14)成本要低；(15)不增加表面活性剂水溶液的表面粘度。
消泡器常用形式
消泡器常用形式
消泡器是一种常用的设备，用于去除液体中的气泡，以提高液体的质量和稳定性。
它广泛应用于化工、食品、制药等各个领域中。
消泡器的常用形式有物理消泡器、表面活性剂消泡剂和离心消泡器。
物理消泡器是利用气泡在介质中的上升速度较慢的特点，通过引入阻塞物来增大泡液与气泡的接触面积，从而促使气泡快速消散。
具体来说，物理消泡器可以是使用有细密孔隙结构的过滤器，利用毛细结构吸附气泡；或是使用套管和喷嘴结构，减缓泡沫的运动速度，增大内外介质接触面积，使泡沫快速消散。
表面活性剂消泡剂是通过改变介质的界面性质来消除气泡。
表面活性剂是一类具有亲油亲水双性的化合物，它们可以改变液体表面的张力。
例如，添加一定量的表面活性剂到液体中，可以明显降低气泡的表面张力，使气泡更容易消散。
表面活性剂消泡剂常见的有硅油、有机硅乳液和聚乙二醇等。
离心消泡器利用离心力将气泡从液体中分离出来。
离心消泡器通常包括一个旋转鼓和离心机。
在操作时，液体被注入离心机鼓中，然后通过高速旋转的离心机产生的离心力，将气泡分离并排出。
离心消泡器通常适用于液体中气泡较大、黏度较高、温度较高的情况。
总之，消泡器常用的形式包括物理消泡器、表面活性剂消泡剂和离心消泡器。
根据不同的实际应用场景，可以选择不同形式的消泡器来去除液体中的气泡。
此外，消泡器的选择也应考虑
到液体性质、气泡大小、消泡效果等因素，并进行相应的调整和优化。
以上所述是关于消泡器常用形式的相关内容，希望可以对您有所帮助。
污水处理过程中泡沫的控制技术进展
■TEC H& C A S E技术与案例污水处理过程中泡沫的控制技术进展文/赵凯徐伟李莹莹摘要：介绍了污水处理过程中泡沫的产生及分类，着重就化学泡沫和生物泡沫的控制技术进行总结和分析，指出需要泡沫的控制需要判断起泡的原因和类型，结合实际情况，综合考虑控制措施的经济性，技术性和可行性。
大多数城市污水处理厂建有 曝气池，曝气池的气泡由于形小、质轻和包含疏水性的物质容 易被气浮，当水中存在油、脂类 物质和含脂微生物时则更容易产 生表面泡沫现象。
一旦泡沫形成，泡沫层的生物停留时间就独 立于曝气池内的污泥停留时间，易形成稳定持久的泡沫。
另外，活性污泥法是城市污水处理厂应 用最为广泛的生物处理方法之一。
使用该工艺的污水处理厂，也普遍存在表面泡沫问题。
泡沫 会对污水处理工艺的运行和管理 带来诸多问题，同时也严重影响 出水水质，因此如何控制污水处 理过程中泡沫的产生，是目前亟 待解决的问题。
―、泡沫产生的影响大量泡沫的产生会对污水处理过程造成如下影响：（1)在工艺调试初期，大量泡沫会带走初期接种的污泥，致使调试时间大大延长，调试成本增加，调试难度提高。
（2)泡沫一般具有粘滞性，它会使大量固体陷入曝气池的漂浮泡沫层，并发生漂浮层翻转，降低曝气池的充氧效率(特别是机械曝气情况）。
(3)在纯氧密封活性污泥系统中，泡沫可能进人氧压机引起火灾。
(4)当流入沉淀池时，在沉淀池挡板下会增加出水固体悬浮物，引发出水水质恶化。
（5)泡沫积累会产生腐败现象，且在寒冷天气容易结冰，影响工艺正常运行。
二、泡沬的分类在污水处理过程中产生的泡沫主要分为两类：一类是由于污水中含有表面活性剂等化学物质引起的化学泡沫，呈乳白色；一类是由于生化反应过程中丝状菌等微生物引起的生物泡沫，呈褐色。
化学泡沫的产生是由于污水中含有一些容易发泡并使泡沫稳定的物质。
能引起泡沫或促使泡沫稳定的化学物质，有以下几类：（1)表面活性剂，一般来说表面活性剂的亲水性或亲油性越高，则越容易发泡。
消泡方法及化学消泡剂机理
消泡方法及化学消泡剂机理消泡是指在液体中去除或减少气泡的过程。
在许多工业生产过程中，气泡的存在会对产品质量造成影响，因此需要采取措施来消除气泡。
消泡剂是一种能够有效消除气泡的化学物质，它能够降低液体表面的张力，使气泡破裂和消散。
下面将介绍消泡的方法以及化学消泡剂的机理。
消泡的方法主要包括物理消泡和化学消泡两种。
物理消泡是通过改变液体的流动状态和表面张力来消除气泡。
常用的物理消泡方法包括振荡、超声波和真空处理等。
振荡是通过机械振动或液体激振来破坏气泡的稳定性，使其破裂消散。
超声波消泡是利用超声波的高频振动作用于液体，产生剧烈的液体流动和涡流，从而破坏气泡的稳定性。
真空处理是将液体置于真空环境中，利用气泡内部的气体膨胀和液体表面张力的力量，使气泡破裂消散。
化学消泡剂是一种能够降低液体表面张力的化学物质。
它们一般是表面活性剂，能够在液体表面形成一层薄膜，阻止气泡的形成和稳定。
消泡剂分为水溶性和油溶性两种。
水溶性消泡剂主要用于水基液体中，如洗涤剂、乳液等。
油溶性消泡剂主要用于油基液体中，如润滑油、涂料等。
消泡剂的选择要根据液体的性质和工艺要求来确定。
消泡剂的机理主要包括两种：一是破坏气泡的稳定膜，二是降低液体表面张力。
破坏气泡的稳定膜是指消泡剂能够与气泡表面的有机物质相互作用，破坏气泡的稳定性。
气泡表面的有机物质一般是由溶解在液体中的油脂、蛋白质等组成的。
消泡剂能够与这些有机物质发生作用，改变其表面性质，使气泡失去稳定性，破裂消散。
降低液体表面张力是指消泡剂能够降低液体表面的张力，使气泡不易形成和稳定。
液体表面的张力是由液体分子间的相互作用力所决定的，消泡剂能够与液体分子相互作用，改变液体分子的排列方式，降低液体表面的张力。
降低液体表面张力可以使气泡的内压增大，从而使气泡破裂消散。
化学消泡剂的机理是比较复杂的，它涉及到表面化学、界面化学和胶体化学等多个领域的知识。
消泡剂的选择和使用要考虑到液体的性质、工艺要求和经济成本等因素。
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一种取代化学消泡剂的物理消泡技术
——电控热力消泡技术
豆浆泡沫成分
豆浆泡沫中含有皂甙、皂毒素的等不利于蛋白消化的有害成分。
化学消泡剂的原理
凡能破坏泡沫稳定性的因素，均可用于消泡剂，消泡剂必须是易于在溶液表面铺展的液体。
此种液体在溶液表面铺展时会带走邻近表面的一层溶液,使液膜局部变薄,于是液膜破裂,泡沫破坏。
在一般情况下,消泡剂在溶液表面铺展越快,则使液膜变的越薄,迅速达到临界厚度,泡沫破坏加快,消泡作用加强。
一般能在表面铺展、起消泡作用的液体、其表面张力较低、易于吸附于溶液表面、使溶液表面局部表面张力降低，发生不均衡现象，泡沫破灭。
消泡剂的种类很多，分为有机硅氧烷、聚醚、硅和醚接枝等。
化学消泡剂的危害
消泡剂广泛用于涂料、油漆、造纸、石油等行业，由于其纯度不高，并含有砷、铅等重金属，对人体健康危害极大。
铅是积蓄性金属，会引起慢性铅中毒，对神经系统、血液系统、心血管系统、骨骼系统等造成危害；而砷会引起人体神经系统的改变，比如手脚麻木、四肢无力等。
电控热力消泡技术原理
热力消泡技术是依靠豆浆泡沫在超过一定温度后表面张力超过极限自动破裂消失的原理来自做成的。
豆浆在温度不断提升的过程中，泡沫会不断的增加产生假沸腾现象。
豆浆中的皂素是泡沫不容易的主要原因，但是在超过了90℃之后，泡沫中的皂素会逐渐钝化失效，泡沫表面极限张力随之下降，泡沫很快就破裂消掉了。
热力消泡技术利用这一原理，在豆浆机桶内加入防溢电极感应豆浆液面，当豆浆温度达到100℃之后，大量产生的泡沫接触到电极之后就会停止加热，使豆浆不会出现溢出桶外的溢浆现象。
同时豆浆在这个近100℃的温度环境中泡沫很快破裂消失，豆浆液面迅速下降，防溢电极探测到液面下降则促使电脑控制发热管继续加热煮浆。
在这个反复的过程使豆浆在100℃的温度中得到充分熬煮却不会溢浆。
电控热力消泡技术解决的问题
通过对化学消泡剂原理的研究和危害分析，可以总结出化学消泡剂可以起到消泡作用，但是通过长时间的使用后期中的化学成分在人体内积累，对人体的健康影响太大了，而热力消泡技术完全另一种做法，不使用任何的添加剂，只需要借用在制作过程中的温差来进行消泡，不会出现任何的添加成分，所制作出来的豆浆完全属于原生态的，属于纯豆浆，对人体不存在任何的危害。
制作出来的豆浆人们可以放心饮用。
使用电控热力消泡技术的商用豆浆机
电控热力消泡技术属于中山市禾元电器有限公司的特有技术专利，也是其生产的豆浆机完全符合卫生要求的重要技术依靠。
现在使用这一技术的商用豆浆机。